LAPORAN PRAKTIKUM

SATUAN OPERASI INDUSTRI

“Pengentalan dan Penguapan Produk Pertanian Cair”

Oleh :

Nama : Irman Riyanto

NPM : 240110060017

Hari,Tgl. Praktikum : Selasa, 13 Mei 2008

Co.Ass : Anggita D.H.

Laboratorium Teknologi Proses

Jurusan Teknik dan Manajemen Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Industri Pertanian

Universitas Padjadjaran

2008

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Berbagai jenis produk pertanian terutama produk cair sangat sensitif

terhadap lamanya waktu penyimpanan atau kurang tahan lama, sehingga

diperlukan proses atau perlakuan khusus untuk menangani hasil produk

pertanian yang berupa produk cair. Salah satunya adalah proses evaporasi

dalam pengolahan produk pangan untuk mengurangi atau menghilangkan

kandungan air yang berlebih pada produk pangan, kandungan air berlebih

tersebut dapat mempercepat porses pembusukan atau membuat produk pangan

tersebut tidak tanah lama. Fungsi dari evaporasi tersebut untuk memperlambat

proses pembususkan pada produk pangan atau membuat produk pangan dapat

bertahan lama (awet). Proses menghilangkan kandungan air pada bahan

makanan cair untuk mendapatkan larutan dengan konsentrasi tertentu dapat

diaplikasikan berupa evaporasi dalam industri pengolahan pangan seperti :

produk olahan buah dan sayuran, permen keras, pemurnian gula, garam, sirup,

produk susu dan turunannya.

1.2 Tujuan Praktikum

1) Mempelajari perubahan titik didih produk pertanian cair selama

pemanasan dan penguapan.

2) Mempelajari laju perpindahan panas dan laju penguapan produk cair

selama pemanasan dan penguapan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Evaporator

Istilah-Istilah dalam Evaporasi

Feed (F), larutan yang diuapkan (fase padat menjadi fase cair).

Concentrate (P), produk hasil pengentalan fase akhir larutan.

Condensate (C), hasil kondensasi steam

Vapor (V), uap

Steam (S), uap jenuh

Faktor yang mempengaruhi kecepatan evaporasi

a.Suhu max yang bisa diberikan terhadap feed

b. Laju pindah panas

c.Jumlah energi yang dibutuhkan untuk menguapkan setiap kg air

d. Tekanan evaporasi

e.Segala perubahan yang terjadi selama proses evaporasi, seperti :

o Elevasi titik didih (Boiling Point Elevation)

o Kehilangan aroma (Loss of volatile)

o Gas yang tidak terkondensasi (Noncondensible gas)

o Sensitivitas panas bahan (Thermal sensitivity of food)

o Sifat fisik dan kimia bahan (Physical and chemical

properties of food)

o Penggerakan permukaan pindah panas (Fouling of Heat

Transfer Surface)

Hal yang harus diperhatikan dalam proses evaporasi :

Suhu pemanasan produk < 100 0C

Sirkulasi cairan dalam evaporator

Viskositas naik, titik didih naik, fraksi padat naik

Adanya busa dalam proses evaporasi menyebabkan pemisahan uap-cairan

sulit

Cara Analisis

A. Pengukuran Kenaikan Titik Didih

1. Menghitung Gula/Garam yang ditambahkan (gram)

Gram terlarut

C = konsentrasi larutan

Mr = berat molekul gula C6H12O6 = 288 dan garam NaCl = 56

2. Menghitung molalitas larutan (m)

3. Menghitung tiap konsentrasi larutan

Keterangan :

= perubahan kenaikan suhu titik didih dengan penambahan

konsentrasi (K)

Rg = tetapan gas ideal (8,314 J/mol K)

TAO = Titik didih pelarut murni = 100 0C (373 K)

MA = BM pelarut H2O (Mr =18)

m = molalitas larutan (mol)

Hu = panas laten penguapan air (4,0624 x 104 J/mol)

4. Membuat grafik Tc perhitungan dan Tc pengukuran vs. konsentrasi(%)

B. Penentuan Laju Penguapan dan Laju Perpindahan Panas

Laju penguapan (qu) qu =

Keterangan :

Hu = panas laten penguapan air = 2257 kJ/kg

qu = laju penguapan (Watt)

= laju perubahan massa (kg/s) slope grafik M vs. t

Laju perpindahan panas (qc)

qc

Keterangan :

qc = laju perpindahan panas (Watt)

m = massa larutan (kg)

Cp = kalor jenis pelarut = 4,180 kJ/kg K

= laju perubahan suhu larutan (K/s) slope grafik T vs. t

Laju panas keseluruhan (U)

qv

qv = qu + qc …………..(2)

=

Glukosa (C6H12O6) dan Natrium Klorida (NaCl)

Glukosa/Gula

Gula adalah bentuk dari karbohidrat, jenis gula yang paling sering

digunakan adalah kristal sukrosa padat. Gula digunakan untuk merubah rasa

dan keadaan makanan atau minuman. Gula sederhana seperti glukosa (yang

diproduksi dari sukrosa dengan enzim atau hidrolisis asam) menyimpan energi

yang akan digunakan oleh sel.

Garam/Natrium klorida

Natrium klorida (NaCl) adalah bahan utama garam dapur. Pengertian

secara kimiawi, garam adalah senyawa ionik yang terdiri dari ion positif

(kation) dan ion negatif (anion), sehingga membentuk senyawa netral (tanpa

bermuatan). Garam terbentuk dari hasil reaksi asam dan basa. Natrium klorida

(NaCl), bahan utama garam dapur adalah suatu garam. Larutan garam dalam

air merupakan larutan elektrolit, yaitu larutan yang dapat menghantarkan arus

listrik. Cairan dalam tubuh makhluk hidup mengandung larutan garam,

misalnya sitoplasma dan darah.

Reaksi kimia untuk menghasilkan garam antara lain

1. Reaksi antara asam dan basa, misalnya HCl + NH3 → NH4Cl.

2. Reaksi antara logam dan asam kuat encer, misalnya Mg + 2 HCl → MgCl2

+ H2

Terbentuknya garam ini umumnya akibat dari penguapan air yang

mengandung garam seperti air laut yang banyak mengandung ion-ion Na+

(Sodium) dan Cl- (Cloride). Di antara tahapan proses yang dipergunakan,

kristalisasi merupakan salah satu proses dalam produksi garam farmasetis. Di

samping untuk menghasilkan kristal garam, kristalisasi juga dimaksudkan

untuk menghasilkan produk kristal dengan kemurnian, ukuran dan jumlah

tertentu. Kristalisasi Garam diproleh dari proses pembentukan fase padat

(kristal) komponen tunggal dari fase cair (larutan atau lelehan) yang multi

komponen, dan dilakukan dengan cara pendinginan, penguapan dan atau

kombinasi pendinginan dan penguapan. Proses pembentukan kristal dilakukan

dalam tiga tahap, yaitu (1) pencapaian kondisi super/lewat jenuh

(supersaturation), (2) pembentukan inti kristal (nucleation), dan (3)

pertumbuhan inti kristal menjadi kristal (crystal growth). Kondisi super jenuh

dapat dicapai dengan pendinginan. Penguapan, penambahan presipitan atau

sebagai akibat dari reaksi kimia antara dua fase yang homogen. Sedangkan

pembentukan inti kristal terjadi setelah kondisi super/lewat jenuh

(supersaturated) tercapai.

2.4 Penguapan

Penguapan adalah proses yang sering dipergunakan oleh ahli pengolahan

pangan. Beberapa jenis pangan dapat dikonsumsi sebagai cairan pemerasan

hasil pertanian antara lain berupa jus, sari buah, nira maupun susu yang

langsung merupakan hasil produk ternak.

Faktor dasar yang mempengaruhi laju penguapan adalah :

a) Laju panas pada waktu dipindahkan ke bahan cair.

b) Jumlah panas yang dibutuhkan untuk menguapkan setiap pound cair.

c) Suhu maksimum yang diperkenankan untuk bahan cair.

d) Tekanan pada saat penguapan terjadi.

e) Perubahan lain yang mungkin terjadi di dalam bahan selama proses

penguapan berlangsung.

Sebagai suatu bagian proses di dalam pabrik, secara prinsip alat penguapan

mempunyai 2 fungsi yaitu merubah panas dan memisahkan uap yang

terbentuk dari bahan cair.

Ketentuan-ketentuan yang penting pada praktek penguapan adalah :

1) Suhu maksimum yang diperkenankan, yang sebagian besar di bawah

212°F

2) Promosi perputaran bahan cair melalui permukaan pindah panas untuk

mempertahankan koefisisen pindah panas yang tingi dan untuk

menghindari setiap pemanasan lokal yang terlalu tinggi.

3) Kekentalan bahan cair yang selalu meningkat dengan cepat karena

meningkatnya jumlah bahan yang tidak telarut.

4) Setiap kecenderungan untuk berbusa yang akan mempersulit pemisahan

bahan cair dengan uap.

2.5 Alat Penguapan ( Evaporator )

Alat penguapan yang dibuat khas dari tiga bagian yang penting, yaitu

penukar panas, bagian penguapan tempat bahan cair dididihkan dan diuapkan,

dan alat pemisah, tempat uap meninggalkan bahan cair keluar ke alat

pengembun atau ke peralatan lain.

Pada sebagian besar alat penguapan, ketiga bagian ini diletakkan dalam

suatu silinder tegak. Di tengah-tengah silinder terdapat bagian pemanasan uap,

dengan beberapa pipa, melalui bagian ini tempat yang akan diuapkan timbul.

Pada bagian puncak silinder terdapat plat yang membiarkan uap terlepas, akan

tetapi butir-butir kecil yang mungkin terbawa uap dari permukaan bahan cair

ditahan.

Pada bagian pengukur panas disebut celendria pada jenis alat penguap ini,

uap diembunkan di dalam pembungkus dan bahan cair yang akan diuapkan

dididihkan pada bagian dalam pipa dan di dalam ruangan di atas piringan pipa

palig atas. Tahanan terhadap aliran panas ditimbulkan oleh uap dan koefisien

lapisan bahan cair, dan juga oleh bahan pipa. Perputaran bahan cair sangat

mempengaruhi laju penguapan, akan tetapi kecepatan dan koefisien pindah

panas keseluruhan yang telah dilaporkan untuk alat penguapan antara 300-600

BTU/kaki2 jam°F (1500 kcal/m2jam °C). untuk penguapan air destilasi di

dalam alat penguapan dengan pipa tegak dan dengan panas diberikan oleh uap

yang diembunkan.

Ketika proses penguapan berlangsung, bahan cair yang tertinggal menjadi

lebih pekat dan karena oleh peningkatan kepekatan ini, maka suhu didih

meningkat. Kenaikan suhu didih mengurangi penurunan suhu yang

diperkenankan apabila dianggap tidak ada perubahan pada sumber panas. Laju

pindah panas keseluruhan juga akan menurun. Demikian juga dengan

kekentalan bahan cair akan meningkat, sering sangat tinggi, dan ini

mempengaruhi perputaran dan koefisien pindah panas kembali menjadi lebih

rendah daripada laju pendidihan.

Pindah panas dalam alat penguapan diatur oleh persamaan pindah panas

untuk pendidihan bahan cair dan dengan persamaan konveksi serta konduksi.

Panas yang harus dihasilkan dari sumber, pada suhu yang sesuai dan dalam

beberapa hal sumber adalah uap. Uap diperoleh baik langsung dari boiler atau

dari suatu tahapan penguapan dalam alat penguapan lain. Uap yang bertekanan

rendah dapat juga dipergunakan akan tetapi isis yang terlalu besar

menimbulkan persoalan dalam perencanaan alat.

Perputaran bahan cair di dalam alat penguapan merupakan hal yang

penting, oleh karena perputaran ini mempengaruhi laju pindah panas dan

bertambah tinggi laju penguapan diperoleh dari hasil perputaran yang baik.

2.6 Titik didih

Pada saat penguapan berlangsung, bahan cair yang tertinggal di dalam alat

penguapan menjadi lebih kental dan titik didihnya akan naik. Perkembangan

elevasi titik didih tergantung pada sifat bahan yang akan diuapkan dan pada

perubahan konsentrasi yang dihasilkan. Pada alat penguapan berganda, yaitu

efek yang disusun secara seri, titik didih akan meningkat dari efek yang satu

ke efek yang lain ketika konsentrasi meningkat. Penurunan suhu yang relatif

terlihat, dibutuhkan untuk pindah panas, meskipun titik didih lebih tinggi, oleh

karena suhu pengembunan uap di dalam pembangkit uap pada efek berikutnya

tetap uap murni.

Ketika konsentrasi meningkat, kekentalan bahan cair juga meningkat.

Peningkatan kekentalan bahan cair mempengaruhi pindah panas dan ini selalu

mengakibatkan batas terhadap perkembangan penguapan secara praktek.

Tidak ada metoda langsung dalam memperkirakan perkembangan elevasi

titik didih di dalam larutan yang telah dipekatkan, yang dijumpai dalam

penguapan. Kebanyakan bahan cair memilik titik didih pada berbagai

konsentrasi yang sudah ada di dalam pustaka, dan ini dapat dikembangkan

dengan mempergunakan hubungan yang dikenal dengan nama Aturan

Duhring. Aturan ini menyatakan bahwa perbandingan suhu-suhu pada saat dua

larutan menimbulkan tekanan uap yang sama, akan tetap.

2.7 Perpindahan Panas

Perpindahan panas adalah pemindahan atau penjalaran panas dari satu

tempat ke tempat yang lain karena adanya gradien suhu antara kedua tempat

yang bersangkutan dikenal dengan Heat Transfer. Yang menjadi pendorong

terjadinya pindah panas adalah beda suhu. Pindah panas merupakan proses

dinamis, yaitu panas dipindahkan secara spontan dari satu badan ke badan lain

yang lebih dingin. Kecepatan dari pindah panas bergantung dari perbedaan

suhu antara kedua badan, semakin besar perbedaan, maka semakin besar

kecepatan pindah panas.

Perbedaan suhu antara sumber panas dan penerima panas merupakan gaya

tarik dalam pindah panas. Apabila suhu meningkat, maka akan meningkatkan

juga gaya tarik sehingga kecepatan pindah panas akan meningkat. Perbedaan

suhu antara sumber panas dan penerima panas merupakan gaya tarik dalam

pindah panas. Peningkatan perbedaan suhu akan meningkatkan gaya tarik

sehingga meningkatkan kecepatan pindah panas. Panas yang melalui satu

badan dari badan lain, pindah menembus beberapa perantara, yang pada

umumnya memberikan penahanan pada aliran panas. Kedua faktor ini, yaitu

perbedaan suhu dan penahan aliran panas, mempengaruhi kecepatan pindah

panas. Kedua faktor ini, yaitu perbedaan suhu dan penahan aliran panas,

mempengaruhi kecepatan pindah panas. Faktor-faktor ini dihubungi oleh

persamaan :

Kecepatan pindah = gaya tarik/penahan

Untuk pindah panas :

Laju pindah panas = perbedaan suhu/penahan perantara aliran panas

Selama pengolahan, suhu banyak berubah, sehingga laju pindah panas

akan berubah. Hal ini disebut pindah panas tidak tetap, sebagai lawan pindah

panas tetap, yaitu suhu selama proses tidak berubah. Pindah panas tidak tetap

jauh lebih kompleks, karena adanya penambahan variabel waktu masuk ke

dalam persamaan kecepatan.

Pindah panas dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu :

1. Konduksi

Konduksi adalah proses perpindahan panas yang ditransfer akibat adanya

saling tukar-menukar energi kinetik antara molekul-molekul bahan tanpa ada

penggeseran tempat dari molekul yang bersangkutan. Pada konduksi, energi

molekul langsung berubah dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih

dingin, molekul dengan energi yang lebih besar memindahkan sebagian energi

ke molekul tetangganya yang berenergi lebih sedikit. Dalam sistem tidak

terjadi transfer molekuler, tetapi yang terjadi adalah transfer energi antara

molekul yang satu ke molekul yang lain yang berdekatan. Konduksi

merupakan mekanisme utama dalam proses transfer panas dalam benda padat.

Konduksi Panas

Dalam hal konduksi panas, persamaan laju gaya tarik/tekanan, dapat

langsung diterapkan. Gaya tarik adalah perbedaan setiap satuan jarak yang

ditempuh oleh perpindahan panas , dikenal dengan nama beda suhu. Selain

tahanan aliran panas, kebalikannya disebut penghantar (conductance) juga

dipergunakan. Hal ini merubah bentuk persamaan menjadi :

Laju pindah panas = gaya tarik x penghantar

Yaitu :

dQ/dθ = kA dt/dx

di mana :

dQ/dθ adalah laju pindah panas tiap satuan waktu,

A adalah luas penampang jalur pindah panas,

dt/dx adalah beda suhu, yaitu laju perubahan suhu per satuan panjang jalur dan

k adalah daya hantar panas bahan perantara.

Aliran panas dari bagian terpanas ke bagian terdingin adalah dalam arah

gradien suhu neragtif. Jadi, tanda min harus ada, pada persamaan Fourrier.

Akan tetapi pada persoalan yang sederhana, arah aliran panas kabur dan tanda

min dipertimbangkan meragukan daripada menolong sehingga tidak

dipergunakan.

Pada konduksi, energi molekul langsung berubah dari daerah yang lebih

panas ke daerah yang lebih dingin, molekul dengan energi yang lebih besar

memindahkan sebagian energi ke molekul tetangganya yang berenergi lebih

sedikit. Biasanya diaplikasikan pada benda-benda solids.

2. Konveksi

Konveksi yaitu perpindahan energi yang terjadi saat molekul mengalami

proses energi tingkat tinggi yang berpindah ke bagian lain pada sistem

tersebut. Mekanisme transfer panas pada proses ini yaitu akibat gerakan

molekuler, bisa juga terjadi karena adanya gaya mekanis dari luar (misalnya

pemompaan, pengipasan, dll), keadaan ini disebut konveksi paksa (forced

convection). Gerakan konstan yang terjadi karena molekul berpindah dari satu

posisi dan digantikan posisinya oleh molekul lainnya dinamakan konveksi

alami. Sedangkan jika perpindahan molekul dipengaruhi oleh gerakan atau

dorongan dari luar dinamakan konveksi paksa. Biasanya diaplikasikan di

perpindahan panas pada cairan atau gas.

Konveksi paksa merupakan konveksi yang terjadi karena adnya paksaan

dari luar yang menyebabkan fluida mengalir . Bentuk paksaan tersebut antara

lain pemompaan, pengipasan, dll. Karena pada umumnya pada konveksi paksa

karena fluida digerakkan/dialirkan dengan pemompaan dan pengipasan, maka

sistem sangat diperngaruhi oleh kecepatan gerakan fluida. Dalam mempelajari

konveksi paksa, perlu diketahui bilangan-bilangan tidak berdimensi yaitu

bilangan Prandtl, bilangan Nusselt dan bilangan Reynold. Konveksi biasanya

diaplikasikan di perpindahan panas pada cairan atau gas.

3. Radiasi

Radiasi yaitu perpindahan energi dari materi yang satu ke materi yang

lainnya dengan menggunakan gelombang elektromagnetik. Tidak ada kontak

antar molekul dalam hal perpindahan panas dengan cara radiasi.

Panas radiasi ditransfer dari sebuah benda yang mempunyai suhu relatif

tinggi ke benda lain yang bersuhu relatif rendah dengan melintasi ruang dalam

bentuk gelombang elektromagnetik.

Perpindahan panas erat kaitannya dengan suhu. Suhu bisa didefinisikan

sebagai derajat termal yang disebabkan oleh gerakan molekul pada suatu

materi. Suhu diindikasikan dengan alat ukur yang menunjukkan suhu dari

elemen yang diukur, bukan suhu dari medium yang kontak langsung dengan

elemen tersebut. Keakuratan dari pengukuran bergantung pada bagaimana

panas berpindah ke elemen yang diukur panasnya tersebut.

Perpindahan panas erat kaitannya dengan suhu. Suhu bisa didefinisikan

sebagai derajat termal yang disebabkan oleh gerakan molekul pada suatu

materi. Perubahan gerakan molekul pada zat cair atau gas akan menyebabkan

perubahan tekanan dan volume sedangkan pada benda padat akan terjadi

perubahan dimensi.

Suhu diindikasikan dengan alat ukur yang menunjukkan suhu dari elemen

yang diukur, bukan suhu dari medium yang kontak langsung dengan elemen

tersebut. Keakuratan dari pengukuran bergantung pada bagaimana panas

berpindah ke elemen yang diukur panasnya tersebut. Suhu memasuki alat

tersebut yang nantinya akan mengukur elemen tersebut setelah pergantian

panas mencapai titik ekuilibrium.

2.8 Daya Hantar Panas

Daya hantar panas pada beberapa benda dapat dihitung. Daya hantar panas

sedikit mengalami perubahan akibat pengaruh suhu, akan tetapi dalam

beberapa penggunaan hal ini dapat danggap tetap pada beberapa bahan

tertentu. Sebagian besar bahan pangan mengandung kadar air yang cukup

tinggi, dan daya hantar panas air lebih kurang 0,35 BTU/kaki jam°F di atas

32°F ,maka daya hantar panas bahan-bahan panagn juga disekitar itu.

BAB III

METODOLOGI PENGAMATAN DAN PENGUKURAN

3.1 Alat dan Bahan

Alat :

Tabung Erlenmeyer, dengan indikator volume

Thermometer air raksa

Checktemp, Termokopel

Kompor listrik/gas

Timbangan digital

Pengaduk

Bahan :

oGaram secukupnya

oGula secukupnya

oAir

3.2 Prosedur Praktikum

Percobaan pada media gula

A. Pengukuran perubahan kenaikan suhu titik didih dengan penambahan

konsentrasi gula.

1. Erlenmeyer disiapkan. Air murni yang cukup panas sebanyak 400 ml

dimasukkan ke dalam Erlenmeyer kemudian dipanaskan diatas pemanas

sampai mencapai titik didihnya. Dilakukan pengukuran suhu titik didih

pelarut murni.

2. Sementara itu dilakukan penimbangan berat gula yang akan dilarutkan.

3. Gula dilarutkan dalam Erlenmeyer berisi 400 ml air dengan konsentrasi

masing-masing 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%. Setiap kali penambahan

gula diukur suhu titik didih larutan. Usahakan volume larutan konstan, bila

perlu tambahkan air murni untuk mengganti volume air yang teruapkan.

B. Pengukuran laju penguapan dan laju perpindahan panas

1. Erlenmeyer yang berisi larutan dengan konsentrai 25% (Percobaan A)

dipanasi lebih lanjut.

2. Termokopel diletakkan di dinding Erlenmeyer agar diketahui perubahan

suhunya.

3. Setiap 3 menit dilakukan pencatatan suhu larutan, suhu dinding

Erlenmeyer dan volume cairan. Pemanasan dan pengukuran dilakukan

sampai volume larutan tinggal ½ dari volume awalnya.

4. Tebal erlenmeyer dan ukuran diameter erlenmeyer diukur.

Percobaan pada media garam

A. Pengukuran perubahan kenaikan suhu titik didih dengan penambahan

konsentrasi garam

1. Erlenmeyer disiapkan. Air murni yang cukup panas sebanyak 400 ml

dimasukkan ke dalam Erlenmeyer kemudian dipanaskan diatas pemanas

sampai mencapai titik didihnya. Dilakukan pengukuran suhu titik didih

pelarut murni.

2. Sementara itu dilakukan penimbangan berat garam yang akan dilarutkan.

3. Garam dilarutkan dalam Erlenmeyer berisi 400 ml air dengan konsentrasi

masing-masing 0%, 5%, 10%, 30%, 50%, 70%. Setiap kali penambahan

garam diukur suhu titik didih larutan. Usahakan volume larutan konstan,

bila perlu tambahkan air murni untuk mengganti volume air yang

teruapkan.

B. Pengukuran laju penguapan dan laju perpindahan panas

1. Erlenmeyer yang berisi larutan dengan konsentrai 70% (Percobaan A)

dipanasi lebih lanjut.

2. Termokopel diletakkan di dinding Erlenmeyer agar diketahui perubahan

suhunya.

3. Setiap 3 menit dilakukan pencatatan suhu larutan, suhu dinding

Erlenmeyer dan volume cairan. Pemanasan dan pengukuran dilakukan

sampai volume larutan tinggal ½ dari volume awalnya.

4. Tebal erlenmeyer dan ukuran diameter erlenmeyer diukur.

Pelaporan

1. Percobaan A : Plotkan perubahan suhu titik didih cairan (Tc perhitungan dan

Tc pengukuran) vs. konsentrasi (%) pada kertas grafik. Adakah pengaruh

konsentrasi terhadap kenaikan suhu titik didih larutan ?

2. Percobaan B : Tabelkan suhu cairan, volume cairan, dan suhu dinding

Erlenmeyer dari waktu ke waktu. Plotkan perubahan massa vs. waktu,

kemudian hitung laju penguapannya. Adakah perubahan laju penguapan ?

Plotkan perubahan suhu vs. waktu, kemudian hitung laju perpindahan

panasnya. Hitung laju perpindahan panas keseluruhan dari waktu ke waktu,

apakah masing-masing laju masih konstan ?

BAB IV

HASIL PERCOBAAN

4.1 Hasil

Percobaan A media gula

Suhu titik didih cairan dengan penambahan konsentrasi gula

Ukuran tebal dinding Erlenmeyer : 4 mm

Ukuran diamater Erlenmeyer : 3,1 cm = 31 mm

Volume cairan : 400 ml = 0,4 liter

No.

Tambahan

Berat Gula

(gram)

Konsentrasi

Larutan Gula

(%)

Suhu Titik Didih

(0C) (0K)

Kenaikan Titik Didih

dan Air Murni (0K)

1 0 0 94 369,5 -

2 5,76 5 94 369,5 0

3 5,76 10 95 370 0,5

4 5,76 15 95 370,1 0,1

5 5,76 20 95 370,1 0

6 5,76 25 95 370,2 0,1

Percobaan B

Konsentrasi, suhu titik didih cairan dan suhu dinding Erlenmeyer selama

pengentalan

Ukuran tebal dinding Erlenmeyer : 4 mm

Ukuran diameter Erlenmeyer : 3,1 cm = 31 mm

Volume awal cairan : 400 ml = 0,4 liter

Konsentrasi awal cairan : 70 %

No.Waktu

(detik)Volume (m3)

Suhu Titik

Didih Tb (0K)Massa (gram)

1 0 380 x 10-6 370,2 380 x 10-3

2 80 375 x 10-6 370,2 375 x 10-3

3 360 365 x 10-6 369,8 365 x 10-3

4 540 350 x 10-6 370 350 x 10-3

5 720 337,5 x 10-6 369,8 337,5 x 10-3

6 900 325 x 10-6 369,8 325 x 10-3

7 1080 318,5 x 10-6 370 318,5 x 10-3

8 1260 312,5 x 10-6 370 312,5 x 10-3

9 1440 300 x 10-6 370 300 x 10-3

Percobaan A media garam

Suhu titik didih cairan dengan penambahan konsentrasi garam

Ukuran tebal dinding Erlenmeyer : 4 mm

Ukuran diamater Erlenmeyer : 3,1 cm = 31 mm

Volume cairan : 400 ml = 0,4 liter

No.

Tambahan

Berat Garam

(gram)

Konsentrasi

Larutan Garam

(%)

Suhu Titik Didih

(0C) (0K)

Kenaikan Titik Didih

dan Air Murni (0C)

(0K)

1 0 0 96,9 369,9 -

2 1,12 5 97,5 370,5 0,6

3 1,12 10 97,5 370,5 0

4 4,48 30 97,7 370,7 0,2

5 4,48 50 97,8 370,8 0,1

6 4,48 70 98 371 0,2

Percobaan B

Konsentrasi, suhu titik didih cairan dan suhu dinding Erlenmeyer selama

pengentalan

Ukuran tebal dinding Erlenmeyer : 4 mm

Ukuran diameter Erlenmeyer : 3,1 cm = 31 mm

Volume awal cairan : 400 ml = 0,4 liter

Konsentrasi awal cairan : 70 %

No.Waktu

(detik)Volume (m3)

Suhu Titik

Didih Tb (0K)Massa (gram)

1 0 385x 10-6 371 385 x 10-3

2 80 380 x 10-6 370,5 380 x 10-3

3 360 375 x 10-6 370 375 x 10-3

4 540 370 x 10-6 370 370 x 10-3

5 720 365 x 10-6 370,6 365 x 10-3

6 900 360 x 10-6 370,6 360 x 10-3

7 1080 358 x 10-6 370,6 358 x 10-3

8 1260 355 x 10-6 370,6 355 x 10-3

9 1440 350 x 10-6 371 350 x 10-3

10 1620 347 x 10-6 371 347 x 10-3

11 1800 345 x 10-6 371 345 x 10-3

12 1980 340 x 10-6 371 340 x 10-3

13 2160 335 x 10-6 371 335 x 10-3

14 2340 330 x 10-6 371 330 x 10-3

15 2520 325 x 10-6 371 325 x 10-3

16 2700 320 x 10-6 371 320 x 10-3

17 2880 315 x 10-6 371 315 x 10-3

18 3060 310 x 10-6 371 310 x 10-3

19 3240 305 x 10-6 371 305 x 10-3

20 3420 300 x 10-6 371 300 x 10-3

BAB V

PEMBAHASAN

5.1 Pembahasan percobaan A

1. Perhitungan pada Media Gula:

1. 1 Menghitung gula yang ditambahkan (gram) :

Menghitung molalitas larutan (m) :

Menghitung tiap konsentrasi larutan :

2. Perhitungan pada media garam :

Menghitung garam yang ditambahkan (gram) :

2.2 Menghitung molalitas larutan (m) :

2.3. Menghitung tiap konsentrasi larutan :

Grafik Tc Garam Praktikum

0

10

20

30

40

50

60

70

80

-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8

Tc Garam (K)

Ko

nse

ntr

asi

Ga

ra

m (

%)

Pers. Garis Tc Garam Praktikum

3. Tabel Media Garam

No.Tambahan

Berat (gram)

%Larutan

Garam

Suhu Titik Didih (0C)

(0K)

Kenaikan Titik Didih

dan Air Murni (0K)Kenaikan titik didih

dari air murni teori(K)

1 0 0 96,9 369,9 - 0

2 1,12 5 97,5 370,5 0,6 0.026

3 1,12 10 97,5 370,5 0 0.051

4 4,48 30 97,7 370,7 0,2 0.154

5 4,48 50 97,8 370,8 0 0.256

6 4,48 70 98 371 0,2 0.358

Grafik Perbandingan Tc Garam Hasil Praktikum dan Perhitungan

Grafik Tc Garam Hasil Praktikum

Pers. Garis Tc Garam Perhitungan

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 100 200 300 400

Tc Garam (10-3)

Ko

nse

ntr

asi

Ga

ra

m (

%)

Pers. Garis Tc Garam Perhitungan

Grafik Tc Garam Hasil Perhitungan

4. Tabel Media Gula

No.Tambahan

Berat (gram)

Konsentrasi

Gula (%)

Suhu Titik Didih (0C)

(0K)

Kenaikan Titik Didih

dan Air Murni (0K)

Kenaikan titik didih dari air murni

teori(K)

1 0 0 96,5 369,5 - 0

2 5,76 5 96,5 369,5 0 0.0256

3 5,76 10 97 370 0,5 0.0512

4 5,76 15 97,1 370,1 0,1 0.0768

5 5,76 20 97,1 370,1 0 0.102

6 5,76 25 97,2 370,2 0,1 0.128

4.1 Grafik Perbandingan Tc GulaHasil Praktikum dan Perhitungan

Grafik Tc Gula Hasil Praktikum

Grafik Tc Gula Praktikum

0

5

10

15

20

25

30

-0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Tc Gula (K)

Ko

nse

ntr

asi

Gu

la (%

)

Pers. Garis Tc Gula

Grafik Tc Gula Hasil Perhitungan

Grafik Tc Gula Perhitungan

0

5

10

15

20

25

30

0 50 100 150

Tc Gula (10-3)

Ko

nsen

trasi

Gu

la (

%)

Pers. Garis Tc Gula

5.2 Pembahasan percobaan B

Pengukuran Laju Penguapan dan Laju Perpindahan Panas dengan

Media Gula

A. Media Gula

Ukuran tebal dinding Erlenmeyer = 4 mm

Ukuran diameter Erlenmeyer = 3,1 cm

Volume cairan = 400 mL

Konsentrasi awal cairan = 70%

Waktu (detik) qu Massa (kg) qc qv

0 -1,35E-01 0,380 -1,59E-04 -1,36E-01

180 -1,35E-01 0,375 -1,57E-04 -1,36E-01

360 -1,35E-01 0,365 -1,53E-04 -1,36E-01

540 -1,35E-01 0,350 -1,46E-04 -1,36E-01

720 -1,35E-01 0,3375 -1,41E-04 -1,36E-01

900 -1,35E-01 0,325 -1,36E-04 -1,36E-01

1080 -1,35E-01 0,3185 -1,33E-04 -1,36E-01

1260 -1,35E-01 0,3125 -1,31E-04 -1,36E-01

1440 -1,35E-01 0,300 -1,25E-04 -1,36E-01

grafik waktu terhadap massa

y = -6E-05x + 0.3821

R2 = 0.9882

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0 500 1000 1500 2000

waktu

massa

Series1

Linear (Series1)

Laju penguapan

qu = Hu x

qu = Hu x , dimana : Hu = 2257 kJ/kg

= 2257 kJ/kg x (-6E-05)

= -1,35E-01

a

grafik waktu terhadap suhu

y = -0.0001x + 370.06

R2 = 0.1227

369.75

369.8

369.85

369.9

369.95

370

370.05

370.1

370.15

370.2

370.25

0 500 1000 1500 2000

waktu

suhu

Series1

Linear (Series1)

Laju pindah panas

Contoh Perhitungan :

qc = m x Cp x

Perhitungan pada saat waktu (t) = 180 s dengan massa (m) = 0,375 kg

qc = m x Cp x , dimana : Cp = 4,180 kJ/kg 0K

= 0,375 kg x 4,180 kJ/kg 0K x (-0,0001)

= -1,57E-04

Laju panas keseluruhan

Contoh Perhitungan :

Perhitungan pada saat waktu (t) = 180 s dengan massa (m) = 0.375 kg

qv = qu + qc

= -1,35 E-01+ (-1,57 E-04)

= -1,36E-01

Pengukuran Laju Penguapan dan Laju Perpindahan Panas dengan

Media Garam

B. Untuk praktikum garam

Ukuran tebal dinding Erlenmeyer = 4 mm

a

Ukuran diameter Erlenmeyer = 3,1 cm

Volume cairan = 400 mL

Konsentrasi awal cairan = 70%

Tinggi permukaan cairan awal = 7 cm

Waktu (detik) qu Massa (kg) qc qv

0 -4,51E-02 0,385 0,000483 -4,47E-02

180 -4,51E-02 0,380 0,000477 -4,47E-02

360 -4,51E-02 0,375 0,00047 -4,47E-02

540 -4,51E-02 0,370 0,000464 -4,47E-02

720 -4,51E-02 0,365 0,000458 -4,47E-02

900 -4,51E-02 0,360 0,000451 -4,47E-02

1080 -4,51E-02 0,358 0,000449 -4,47E-02

1260 -4,51E-02 0,355 0,000445 -4,47E-02

1440 -4,51E-02 0,350 0,000439 -4,47E-02

1620 -4,51E-02 0,347 0,000435 -4,47E-02

1800 -4,51E-02 0,345 0,000433 -4,47E-02

1980 -4,51E-02 0,340 0,000426 -4,47E-02

2160 -4,51E-02 0,335 0,00042 -4,47E-02

2340 -4,51E-02 0,330 0,000414 -4,47E-02

2520 -4,51E-02 0,325 0,000408 -4,47E-02

2700 -4,51E-02 0,320 0,000401 -4,47E-02

2880 -4,51E-02 0,315 0,000395 -4,47E-02

3060 -4,51E-02 0,310 0,000389 -4,48E-02

3240 -4,51E-02 0,305 0,000382 -4,48E-02

3420 -4,51E-02 0,300 0,000376 -4,48E-02

grafik waktu terhadap massa

y = -2E-05x + 0.3842

R2 = 0.9932

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0 1000 2000 3000 4000

waktu

massa

Series1

Linear (Series1)

Laju penguapan

qu = Hu x

qu = Hu x , dimana : Hu = 2257 kJ/kg

= 2257 kJ/kg x -2E-05

= -4,51E-02

grafik waktu terhadap suhu

y = 0.0003x + 370.28

R2 = 0.6192

369.8

370

370.2

370.4

370.6

370.8

371

371.2

371.4

0 1000 2000 3000 4000

waktu

suhu Series1

Linear (Series1)

Laju pindah panas

a

Contoh Perhitungan :

qc = m x Cp x

Perhitungan pada saat waktu (t) = 180 s dengan massa (m) = 0,380 kg

qc = m x Cp x , dimana : Cp = 4,180 kJ/kg 0K

= 0,380 kg x 4,180 kJ/kg 0K x 0,0003

= 0,000477

Laju panas keseluruhan

Contoh Perhitungan :

Perhitungan pada saat waktu (t) = 180 s dengan massa (m) = 0,380 kg

qv = qu + qc

= -4,51 E-02 + 0,000477

= -4,47E-02

BAB VI

a

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

Perubahan titik didih pada produk pertanian cair selama pemanasan dan

penguapan mengalami kenaikan yang tidak begitu besar (antara ±0,1 –

0,5) dalam beberapa (%) konsentrasi larutan.

Laju perpindahan panas dan penguapan produk cair selama pemanasan dan

penguapan berjalan lambat dan tidak konstan (volumenya naik).

Faktor yang mempengaruhi kecepatan evaporasi

1. Suhu max yang bisa diberikan terhadap feed

2. Laju pindah panas

3. Jumlah energi yang dibutuhkan untuk menguapkan setiap kg air

4. Tekanan evaporasi

5. Segala perubahan yang terjadi selama proses evaporasi, seperti :

o Elevasi titik didih (Boiling Point Elevation)

o Kehilangan aroma (Loss of volatile)

o Gas yang tidak terkondensasi (Noncondensible gas)

o Sensitivitas panas bahan (Thermal sensitivity of food)

o Sifat fisik dan kimia bahan (Physical and chemical

properties of food)

o Penggerakan permukaan pindah panas (Fouling of Heat

Transfer Surface)

Hal yang harus diperhatikan dalam proses evaporasi :

Suhu pemanasan produk < 100 0C

Sirkulasi cairan dalam evaporator

Viskositas naik, titik didih naik, fraksi padat naik

Busa dalam proses evaporasi menyebabkan pemisahan uap-cairan sulit

Persyaratan untuk evaporasi yang optimum, yaitu :

oLaju transfer panas yang cukup

oPemisahan cair-uap yang efektif

oPenggunaan energi yang efesien

oPenanganan produk yang benar

6.2 Saran

Setelah melakukan praktikum pengentalan dan penguapan produk

pertanian cair, saran yang dapat diberikan antara lain sebagai berikut :

1. Pelajari terlebih dahulu materi yang akan dipraktikumkan, sehingga pada

saat praktikum berlangsung setiap praktikan sudah mengetahui dasar-dasar

materi dan prosedur praktikum.

2. Lakukan praktikum sesuai dengan porsedur praktikum dan ikuti arahan

dari Co. ass (asisten dosen), sehingga praktikum dapat berjalan teratur.

3. Pada saat melakukan percobaan sangat diperlukan konsentrasi yang tinggi

terutama dalam membaca suhu pada termometer serta pengukuran jumlah

zat terlarut yang harus ditambahkan.

4. Pada saat melakukan percobaan diperlukan kehati-hatian karena percobaan

menggunakan bahan cair panas sangatlah berbahaya.

5. Setelah melakukan praktikum bersihkan dan rapihkan kembali alat dan

bahan praktikum karena sering terlupakan, sementara larutan hasil

praktikum cukup bahaya jika tumpah karena panas.

DAFTAR PUSTAKA

o S, Syukri., 1999. Kimia Dasar 1. Bandung : ITB

o Holman, J.P., 1984. Perpindahan Kalor. Jakarta : Erlangga

o Tim Penyusun., 2006. Pedoman Praktikum Kimia Dasar.

Laboratorium Kimia Program Terpadu Basic Science UNPAD

o Rusendi, Dedi, dkk., 2008. Penuntun Praktikum MK. Satuan

Operasi Industri. Jatinangor

o Rusendi, Dedi, dkk., 2008. Handout Evaporator. Jatinangor

LAMPIRAN

Gambar 1. Proses Praktikum Pengentalan dan Penguapan Larutan Gula

Gambar 2. Proses Praktikum Larutan Gula dan Larutan Garam